系统科学视角下篮球运动演进的条件和动力研究

回军 任可

（东北大学体育部 辽宁沈阳 110004）

系统科学视角下篮球运动演进的条件和动力研究

回军 任可

（东北大学体育部 辽宁沈阳 110004）

以系统科学理论作为分析视角，采用文献资料法、系统分析法、专家访谈法和逻辑分析法，通过对篮球运动演进过程的研究，深入分析了篮球运动演进的条件和动力。研究结果表明，篮球运动演进的边界条件为系统对外开放、必要条件为远离平衡态和非线性相互作用；充分条件为耗散结构、协同。演进的动力来自于系统本身累积的负熵与外环境提供的负熵相耦合，共同抵消系统内部的熵产生。

篮球运动 演进 条件 动力

1891年，美国的体育教师詹姆斯·奈史密斯博士，为提高学员们对冬季体育课的兴趣和更好地开展体育活动，他综合了橄榄球和其他球类项目的特点，从儿时“石头上的小鸭”的游戏和当地工人和儿童用球向桃篮内做投准的游戏中受到启发，借鉴玛雅人古老的场地球运动设计了以投掷的准确程度来计分并决定胜负的游戏，由于投掷的目标是桃篮，所以取名为篮球，篮球运动便由此演进[1]。从系统科学的意义上讲，篮球运动作为开放的文化系统是不断演进的，其演进也是一个由简单到复杂，由低级到高级的逐渐变化过程。本文以系统科学理论为分析视角，对篮球运动演进的条件和动力进行深入分析，进一步深化对篮球发展理论的认识。

1 篮球运动的演进

根据系统论的观点，人们不仅需要了解事物的结构与功能，而且要认识事物运动发展的规律，也就是研究系统的动态特征和进化规律。因此，对篮球运动系统演进的研究，能够使我们更加深化对篮球运动发展内涵的认识。

系统创生是篮球运动的起源阶段，其标志为系统的边界基本闭合、结构比较完整并涌现出整体特性。由篮球发展史可以得出，篮球运动系统的创生是由于它所处的环境产生了新需求而“应运而生”。任何一个新系统的生成都需要具备一些基本素材，篮球运动系统也不例外，最初的竹制桃篮、英式A型足球、及简单的游戏规则等是构成系统的基本要素，并承担着各自的功能。应该看到，在系统创生的时期，构成系统的基本元素往往并不是现成就有的，而是在创生过程中逐渐分化出来，逐级形成的。系统的创生意味着整体性的涌现，原本不相干的元素组合在一起，通过简单的协同形成了相对独立的现代篮球运动雏形。

图1 动态非平衡系统自组织单项结构示意图

图2 篮球运动系统与外环境作用示意图

刚刚创生的篮球运动系统是极其弱小和不完备的，它必然进入一个演变进化的阶段。篮球运动的演进阶段中又可划分为起步、线性增长、非线性增长等若干个小的阶段。篮球运动系统的演进有一个缓慢而艰难的起步阶段，在这个阶段系统不断地调整其内部的结构和外部的关系，表现为篮球器材的改进、场地的变革、规则的调整和篮球运动向外传播等等，这个过程中篮球运动正在发生许多质的飞跃。演化起步之后会有一个线性演进阶段，线性生长是保持篮球运动系统的结构与功能基本不变的前提下作量的变化或时空上的扩张，具体表现是篮球运动成立了自己的国际组织，统一了篮球竞赛规则，篮球运动由活动性游戏演进为竞技运动项目后，继续完善和推广，在保持系统基本特征不变的前提下进行线性扩展。线性生长实际上只是篮球运动系统发展中某一阶段的特征，线性生长发展下去必然会引起质的变化，这就使系统进入非线性演进阶段。从对外关系来看，随着系统不断壮大势必导致争夺生存和发展空间矛盾的激化，同时在系统与外界的相互作用中，系统需要补充资源来维持自身的生存和发展。从系统内部看，发展了的系统同样会引起内部各子系统间的矛盾，如规则与技战之间的矛盾，训练与比赛矛盾，篮球资源分配上的矛盾等等。系统内外环境的变化使篮球运动组成元素之间、系统与环境之间非线性关系日益突出，在这个阶段中，系统不仅时空范围大了，而且更主要是系统内部结构更加完整协调，系统的外在属性更加强大完善，这时的篮球运动内涵变得更加丰富，篮球运动的功能与价值呈现出多元化趋势，系统处在较高的发展水平。

篮球运动的发展就是篮球运动系统从无到有、从小到大、从简单到复杂、从低级到高级的不断演进的过程。在这个过程中，系统不仅表现为元素量的变化，还表现为元素异质性的生长、组合和协同关系的复杂等质的发展。

2 篮球运动复杂性涌现

涌现（Emergence），是系统理论的一个基本范畴，表示“突然出现”的意思，如量的积累出现质的飞跃。随着时代的发展，篮球运动的内涵变得越来越丰富，篮球运动复杂性不断涌现出来。

篮球组织的出现带来篮球复杂性涌现。篮球元素的组合伴随着量的增长和质的提升必然带来高一层次要素，即篮球组织的涌现。1932年，国际业余篮球联合会的成立，使世界篮球运动有了自己的组织，从此篮球组织层面的量变和质变进程开始启动，组织的边界不断扩大和层次结构的增多必然带来复杂化的涌现。国际篮联的会员国数量由最初的8个发展到今天213个，而且组织机构也随着篮球运动的发展不断得以健全，层次性分明，结构的完整使得国际篮联的功能不断的增强。篮球组织包含的元素、承载的篮球使命越来越多，协调的篮球运动范围越来越大，篮球组织的规模和层次越来越多，这是篮球运动复杂性的一个方面。篮球组织从小到大包含了多次的层次涌现，产生不同层面的新的特质。随着时间的推移，篮球运动所处内外环境发生变化，篮球组织结构也发生着巨大变化，从单层结构到多层结构，组织层次结构越来越复杂。

篮球组织的出现同时使篮球制度超越“社区规范”，不断增添新的内涵。篮球制度是确保篮球要素各就各位，实现复杂协同的重要保证。例如，篮球制度中的规则要素，从第一部国际篮球规则起，世界篮球运动有了统一的比赛准则，每四年进行一次较大变动的国际篮球规则，规范了比赛中人与人、人与器材、人与篮球技术等的关系。篮球组织、篮球制度在时间的维度上不断向前延伸，在空间范围内不断拓展，经过复杂的协同，形成彼此联系的有机整体。

篮球组织的出现，使原本孤立的各国篮球运动有机联合起来，国际篮球赛事也随之诞生。1936年，男子篮球列入第11届奥运会竞赛项目。20世纪40年代末、50年代初，世界男、女篮球锦标赛制先后建立，以及1976年女子篮球运动列入21届奥运会竞赛项目，这一系列国际篮球赛事的出现对篮球运动世界普及和发展起到了极大的促进作用。同时，这也赋予篮球运动新的内涵，国际赛事的出现使不同国家篮球运动得到充分的交流和沟通，篮球系统的边界不断扩大，系统包含的元素也随之增多，元素之间的关系也越来越复杂，存在着大量的非线性相互作用，篮球运动的复杂性不断涌现出来。

3 篮球运动演进的条件

3.1 远离平衡态开放的篮球运动系统

篮球运动是远离平衡态开放的系统，符合耗散结构的特征。普利高津创立的耗散结构理论在自然科学与社会科学之间架起了桥梁，对于理解社会文化系统的演进过程很有意义。耗散结构是相对于平衡结构而言的。一种结构如果需要在系统跟外部环境没有物质能量交换的条件下才能维持，就是平衡结构；如果一种有序结构的形成和保持通过不断耗散能量，即跟环境交换能量才能实现，就称为耗散结构。耗散结构就是一个远离平衡态的开放系统，通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定阈值时，可能从原有的混沌无序的混乱状态，转变为一种时间上、空间上或功能上的有序状态。耗散结构理论提示我们篮球运动系统的结构相对稳定（虽然它开放、远离平衡、非线性），而它又是一个“活”结构，所以，从演进的大的时间尺度看，篮球运动属于动态非平衡系统。下面，我们结合图1，说明远离平衡态开放的篮球运动系统是如何演进的。

图1描述的是动态非平衡系统演进过程中的单向结构示意图[2]。如图所示，篮球运动系统始终处于动态平衡与逐渐远离平衡的过程之中。在动态平衡阶段，篮球运动在与外界环境的相互作用中存在微小的涨落，当涨落被放大成巨涨落并超过一定阈值的时候，篮球运动系统就会越过现有的稳定性门槛值，跃迁到非平衡的新平稳状态，出现新的动态稳定性，并且在较长时间内使系统变得更有活力，对周围环境有更大的自主性，实现了篮球运动由简单向复杂、由低级向高级、由无序到有序的周而复始的循环动态过程。篮球运动从发明到高度组织化的演进过程中，经历了许多次创造性跃迁，这种创造性跃迁发生在篮球组织、制度、规则、场地、器材、技术、战术等许多方面。因此，篮球运动系统只有远离平衡状态，通过与外界环境的相互作用，才有可能实现自身的不断演进。

3.2 非线性相互作用的篮球运动系统

篮球系统是非线性的，系统内部的元素之间、元素与结构之间存在一种非线性的关系。在篮球系统中，人与器材的结合、人与人的组合广泛存在着非线性作用。而且，从科学技术发展的历史和影响可以清晰地看到依赖于非线性的反常涨落。科学技术革命带来了篮球训练方法手段、篮球器材、篮球装备等一系列元素的根本变革，使篮球运动偏离了原来的单一、简陋的形式，篮球系统演进中的涨落现象频发。从前面篮球元素的生长、篮球组织演进和规则演变的考察，既清楚地看到了篮球系统与环境之间的新陈代谢，也看到了篮球运动从无到有、从简单的篮球游戏到初级篮球运动，到篮球运动组织多样化和层次的涌现，最后形成具有相对稳定的复杂结构。所有这些条件决定了篮球系统是一个耗散结构，是一个动态的社会存在，是一个演进的过程。同时，如此众多的一代又一代的从事篮球运动的人员（如篮球运动员、教练员、科研人员、管理人员、开发人员等），尽管个体的思考和行为轨迹已无从考察，但是整体的协同通过篮球赛事的录像、篮球竞赛规则与裁判法、篮球各种书籍清晰地记录下来了。今天的篮球运动如此内容丰富，是过去长时间历史演进的结果。

4 篮球运动演进的动力

根据系统科学的观点，系统演进的动力归因于系统内外环境的相互作用[3]。一是系统内部诸要素、子系统之间的相互作用；再就是系统外部即环境变化与系统的相互作用，推动系统内部要素相互作用，通过改变其组成、特性、结构，使其整体形态和行为发生变化，与环境相适应。对于篮球运动系统来说，内环境的相互作用包括篮球比赛中进攻与防守之间的矛盾，规则修订与技战术发展变化之间的矛盾，训练与比赛之间的矛盾，球队人员组合之间的矛盾，地区间篮球发展不平衡的矛盾等；篮球运动所处的外部环境在其演进过程中也是不可忽视的，它是推动篮球运动发展的外部条件，外环境指影响篮球运动发展的社会因素和篮球运动与社会需求之间的外在联系。篮球运动演进过程中，内环境时刻受到其内部矛盾和社会外部环境变化的压力，这压力促使项目必须经常地产生内源性变异。所谓“内源性变异”是指变异产生于系统的内部结构。所以说，篮球运动系统所处的内环境和外环境相互作用是篮球运动演进的动力，为了更深刻的理解这种相互作用，引入系统科学中“熵”的概念。

4.1 “熵”的概念

熵的概念[4]，是德国物理学家克劳修斯提出的。它的原意是热量被温度除的商即：S=Q/T。由公式可知，相同热时温度高则熵小；温度低则熵大。熵的本质内涵是发展演化，即热量转变为功的程度。在热力学系统中，熵是状态混乱度的函数，越是熵小的体系，其有序度越高；反之，则混乱度就高。热力学第二定律指出的孤立系统中，热能只能从高温物体流向低温物体，用熵的概念可表示为：一个孤立系统自发地朝着熵增加的方向演化，一直达到平衡态，熵达到最大值。因此，热力学第二定律又叫做熵增大原理。用数学表达热力学第二定律为ds≥0,它表示孤立系统熵增大过程是不可逆的。

熵增大原理揭示了宇宙中一切物质与能量转化的趋向，总是自发地从能量集中转向能量分散，从有序趋向无序的退化。熵定律从本质上揭示了演进的基础。演进，即有序度增加，或向上的发展过程，可以用负熵增加来描述。但这是要以消耗环境中更大的负熵为代价的，因此，并不违背热力学第二定律。这就是说，演进发展的系统必然要从环境中输入负熵，这就必须是开放系统。例如，绿色植物要利用阳光进行光合作用才能生长，人和动物要摄取食物，藉以从环境输入负熵。系统内部有熵产生，有熵增加的倾向，但如果从环境输入的负熵来抵消系统内部的熵产生，而且有盈余的话，系统就向上演进发展。

4.2 篮球运动系统的“熵”运动

根据熵定律，篮球运动系统的演进过程是由熵与负熵的矛盾所推动。篮球运动演进过程中，系统内呈现出熵不断增加的趋势，熵的增加可能会导致篮球运动系统内部无序程度加大。在这个过程中，篮球制度起着重要的调节作用。篮球制度是篮球要素组合和协同规则，能够促进篮球运动系统内秩序的形成。如果制度完善、健全，篮球运动就会不断演进；如果制度陈旧，不足以规范篮球运动实践，系统就会不断消耗自身资源，即制造熵。

对于篮球运动系统而言，负熵是矛盾的主要方面。因此，负熵的来源问题值得深入研究。篮球运动系统在历史演进中无疑从其存续的社会环境中交换物质和能量，如图2，具体包括人口资源、科技与物质资源、精神文化资源的交换等等[5]。若不与环境交换物质和能量，篮球运动系统不会演进，篮球运动系统显然是一个开放系统。如果篮球运动系统不与周围的社会环境进行人口资源的交换，那么系统内部的人员不能代谢，则由于人的生命的有限性，封闭篮球运动系统的必然结果是篮球运动系统的灭亡，所以篮球运动系统的存续前提之一是与环境进行人员的交换。同时，如果科学技术工具不能引入篮球运动系统，则不可能有今天的全球的充满高科技气息的篮球运动。篮球运动系统除了与周围环境交换人口、科技物质资源外，还与周围的环境交换精神文化资源，社会精神文化的建设成果影响着篮球运动项目，篮球风格流派正是民族精神的具体展现。以上提到的人口、科技物质和精神文化等资源就是篮球运动系统演进进程中所需要的负熵。因此，负熵主要是从篮球运动系统所处的外界环境中获取。

篮球运动系统演进所需要的负熵除了从系统外获取之外，系统本身也积累了一定的负熵。正是由于系统内负熵的存在，使得篮球运动具有了一定的有序的组织结构和稳定的功能。篮球运动在不断的演进过程中，其系统内部积累的负熵大大降低了系统熵增的趋势，篮球运动才能在发展过程保持相对的稳定。例如，现役球员是篮球运动系统内部的人口资源，即系统内部不断积累的负熵。各俱乐部之间通过球员的转会，各取所需，降低甚至消除球队不断增加的熵，重构自己的球队，力争队伍中球员组合的最佳化。篮球运动在演进过程中，正是由于系统本身累积的负熵与外环境提供的负熵相耦合，来抵消系统内部产生的熵，篮球运动才能不断演进发展。

5 结语

篮球运动演进的边界条件为系统对外开放，开放系统在与环境的相互作用中，使篮球运动具有了不断完善化的演进能力；必要条件为远离平衡态和非线性相互作用，远离平衡状态的系统，在内部的元素之间、元素与结构之间非线性相互作用下，具有了向着有序、有组织、多功能方向演进的能力；充分条件为耗散结构、协同，篮球运动系统只有具备耗散结构，且系统内部元素之间、子系统之间协同作用下才能实现有序的演进。

篮球运动演进的动力来自于系统本身累积的负熵与外环境提供的负熵相耦合，共同抵消系统内部的熵产生。“熵”代表着系统无序程度。篮球运动系统必须保持边界的开放状态，不断地与外界进行人口资源、科技物质资源、精神文化资源等的交换，才能使系统更具有活力，向着更高水平的方向演进。

[1]刘玉林.现代篮球运动研究[M].北京:人民体育出版社,2006:1.

[2][美]欧文·拉兹洛.人类的内在限度[M].北京:社会科学文献出版社,2004:113.

[3]陈忠,盛毅华.现代系统科学学[M].上海:上海可科学技术文献出版社,2005:408.

[4]吴义生.系统科学概论[M].北京:中共中央党校出版社,2005:105.

[5]李杰凯.运动项目广义进化规律与体育教学原理[M].北京:北京师范大学出版社,2010:37～38.

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2095-2813(2012)06(a)-0090-03